dis1

advertisement
Московский физико-технический институт
(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ФАКУЛЬТЕТ ОБЩЕЙ И ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ
КАФЕДРА СИСТЕМНОЙ ИНТЕГРАЦИИ И МЕНЕДЖМЕНТА
Чернис Семен Евгеньевич
Геоинформационные системы в
транспортной логистике
магистерская диссертация
Руководитель кандидат технических наук,
Доцент Судейкин Михаил Иванович
Рецензент
Москва, 2005 год.
Введение
На
рынке
автомобильных
грузоперевозок
в
настоящее
время
конкуренция приобретает качественно новые черты. С одной стороны, на
фоне
повышения
автотранспортным
затрат
на
перевозк у,
средствам
ужесточения
по высились
требований
требования
к
к
качеству
перевозочного процесса а, с другой, прослеживается тенденция на снижение
размера фрахта за перевозк у. Это обусловлено сложившейся сит уацией на
рынке, а также другими экономическими причинами. В таких условиях
снижение затратного механизма перевозок, а значит и повышени е их
эффективности является жизненно важной задачей.
Одним из наиболее эффективных вариантов решения
задач снижения
издержек и улучшение качества перевозочного процесса является внедрение
информационных
систем маршрутизации, учета и планирования на
автотранспортном предприятии.
Теоретической
является
основой
для
подобных
информационных
транспортная логистика. Данная работа
концепции
геоинформационной
системы
для
систем
посвящена разработк е
малых
и
средних
автотранспортных предприятий на основе логисти ческого подхода.
Во вводной части работы рассматривается логистический подход к
решению
задач
автотранспортного
предприятия
в
контексте
вн утригородских перевозок и описывается общий круг проблем, часто
возникающих при внедрении электронных систем .
В
основной
экономических
части
работы
приводится
качественная
оценка
результатов от внедрения геонформационных систем на
автотранспортных предприятиях и
концепция и методология
описывается разработанная автором
геоинформационной системы.
Словарь используемых терминов и сокращений
1) АТП - автотранспортное предприятие
2) ТЛО - транспортно -логистический отдел
3) ГИС – геоинформационная система
4) ТО - тек ущее обслуживание
5) ЛС - логистическая система
6) ПВ - провозные возможности
7) ЗПДГ - задача прогнозирования доставк и грузов
Содержание
I) Вводная часть
1) Логистическая концепция управления
автотраспортным предприятием
2) Общие положения по внедрению электронных
систем
II) Основная часть
1) Оценка экономической эффективности от
использования геоинформационных систем
2) Моделирование задач транспортной логистики
3) Концепция блока по оценке экономических
издержек производства транспортных услуг
III) Заключение
Вводная часть
Логистическая концепция управления
1)
автотранспортным предприятием
I) Основные задачи транспортно-логистического отдела.
В
данной
разделе
рассматриваются
принципы
работы
транспортно -
логистического отдела в аспекте вн утригородских перевозок.
Основной задачей транспортно -логистического отдела (далее ТЛО) или
автотранспортного предприятия (далее АТП )
является задача произвести
оптимальн ую с экономической точки зрения поставк у со склада клиент у.
Эт у задачу можно разбить следующим образом:
1. Получение и обработка информации из отдела продаж;
2. Планирование маршрута развозки
3. загрузка товара в а/т;
4. доставка товара клиентам;
5. сдача док ументов в финансовый отдел
6. подведение итогов.
Основной
задачей
руководства
ТЛО
является
четкое
выполнение
производственного плана с минимальными затраты. Соответственно данн ую
задачу можно разбить на две:
1. Оптимизацию парка а втотранспорта и маршрутов развозки;
2. Учет и контроль расходов.
Первую задачу можно решить при помощи логистического анализа
или
математическим
п утем,
например
задача
сбора
рюкзака.
Может
показаться, что эта задача достаточно проста, это не так, при ее решении и
реализации тратятся большие финансовые и человеческие ресурсы.
Учет и контроль расходов призван минимизировать транспортн ую
составляющую в цене продукта, при данном плане развозки и прочих
методических
указаниях.
Транспортная
составляющая
в
общей
цене
прод укции складывается из таких компонентов, как уп аковка, хранение,
обеспечение сохранности в процессе транспортировки и подготовки к ней,
собственно
транспортировка,
погрузочно -разгрузочные
операции,
таможенные и налоговые платежи, экспедирование гр узов и т. д. Только
путем оптимизации процессов доставки можно снизить расходы по этим
компонентам транспортной составляющей на 20 -25% (по данным [1]), и
первоочередной
задачей
в
данном
случае
является
определение
транспортного средства для доставки грузов . Автотранспортом выгодно
пользоваться, если предприятие удалено от пок упателя продукции менее
чем на 2000 километров. В дальнейшем мы ограничимся доставкой в черте
города. Доставка грузов автотранспортом имеет свою специфику, о которой
полезно знать всем предпринимателям, сталкивающимся с этой проблемой.
Для тех компаний, которые вплотную столкн улись с проблемой
обеспечения транспортировки своей продукции и только прист упают к ее
решению, необходимо выработать общий алгоритм действий, направленных
на опти мизацию расходов по перевозкам.
Первый этап на этом тернистом п ути — расчет расходов на перевозк у
и принятие принципиального решения о том, сможет ли компания взять на
себя все трудности по самостоятельному оформлению перевозок или н ужно
б удет обратиться в транспортно -логистическ ую компанию.
Одним из возможных вариантов сокращения расходов видится создание
отделов логистики вн утри компании. Действительно, удобно иметь у себя
карманн ую
транспортно -логистическ ую
компанию,
которая
не
только
помогает обеспечивать доставк у максимально дешево и в кратчайшие сроки,
но и комплексно решить вопросы, связанные с возникновением маршрутных
и иных проблем логистики.
Однако
нужно
учесть,
что
формирование
собственной
транспортно -
логистической службы на предприятии — дело чрезвычайно хлопотное и
дорогостоящее. Помимо помещения для работы, оргтехники и прочего
нужен квалифицированный персонал, который собственно и занимался бы
вопросами транспорта и логистики. И в этом, пожалуй, состоит самая
большая проблема, поскольк у найти профессионалов, знающих все тонкости
логистических процессов, достаточно трудно. Даже если и подберется такая
команда
специалистов,
организационным
их
ф ункциям
работа
в
основном
перевозок,
то
будет
есть
сводиться
к
организации
транспортировки,
работе
с
пос тавщиками
и
клиентами,
обеспечению
хранения товара. За рамками сферы деятельности отдела, как правило,
останется сбор и оптимизация информации о транспортных потоках, сбор и
анализ
сведений
перенаправлении)
об
оптимальном
тран спортных
использовании
мощностей,
а
(увеличении
также
или
прогнозирование
работы на вн утреннем и внешнем рынках в сфере логистики и таможни.
Конечно, при капитальных инвестициях в отдел его эффективность может
быть существенно повышена, однако, есть ли смысл в таких инвестициях,
если
речь
идет
об
экономии?
Кроме
того,
создание
вн утреннего
транспортного отдела на предприятии под силу только достаточно крупной
компании,
способной
привлечь
профессионалов,
или
же
организации,
имеющей плотный график перевозок
II) Основные понятия логистики на автомобильном
транспорте
Современная
концепция
логистики
–
эффективный
мотивированный
подход к управлению производством. Эта концепция представляет собой
управленческ ую
логик у
для
реализации
планирования,
размещения
и
контроля над материальными, фин ансовыми и трудовыми ресурсами.
При логистическом под ходе к управлению перевозками предполагается
решение следующих задач:
1) выбор вида и типа транспортных средств
2) совместное планирование транспортных процессов со складскими и
производственными процесс ами
3) согласование работы различных видов транспорта
4) определение рациональных маршрутов доставки грузов
Логистик у АТП принято дифференцировать по ф ункциональному признак у:
1) заготовительная логистика
2) вн утрипроизводственная логистика
3) распределительная логис тика
Использ уя вышеупомян ут ую ф ункциональн ую классификацию логистики,
можно
рассмотреть
функциональной логистики .
задачи,
решаемые
отдельными
видами
Основные
задачи
заготовительной
логистики
АТП
формулируются
след ующим образом
1) прогнозирование и план ирование материальных ресурсов
2) оптимизация номенклат уры потребляемых материальных ресурсов
3) управление запасами на складах АТП
4) организация зак упок и завоза материалов
5) организация хранения материалов на складах
6) разработка программ экономии материальных ре сурсов и контроль за
их выполнением
7) контроль за исполнением сметы затрат на снабжение и т.д.
Основные задачи внутрипроизводственной логистики АТП включают:
1) прогнозирование
и
планирование
транспортных
услуг
(основное
производство)
2) управление
тек ущим
обслужи ванием
(далее
ТО)
и
ремонтом
подвижного состава (вспомогательное производство)
3) экономическая оценка транспортной продукции
4) оперативное
управление
основным
и
вспомогательным
производствами
К основным задачам
1)
распределительной логистики можно отнести
выбор вида и типа транспортных средств
2)
совместное планирование транспортных процессов на различных
видах транспорта
3)
определение рациональных маршрутов
4)
совместное
производственн ого
планирование
транспортного,
складского
и
процессов
Важным инструментом логистического анализа являются логистические
системы
(в
дальнейшем
вн утрипроизводственные
ЛС),
потоки
позволяющие
(материальные,
моделировать
информационные
и
финансовые).
ЛС
в
АТП
выполняет
следующие
ф ункц ии
основные
логистические
выполнения
транспортных
функции:
1) оперативно-календарное
планирование
услуг с закреплением подвижного состава за клиент урой
2) оперативное управление технологическими процессами ТО и ремонта
подвижного состава и оборудования
3) все виды планирования объемов поставок сырья, материалов, запасных
частей, комплект ующих и других видов мат. ресурсов
4) организация вн утрипроизводственного складского хозяйства
5) прогнозирование,
планирование
и
нормирование
расхода
мат.
ресурсов
6) контроль
и
управлени е
запасами
мат.
ресурсов
на
уровне
вн утрипроизводственной складской системы и в технологическом
процессе ТО и ремонта подвижного состава и оборудования
7) вн утрипроизводственное физическое распределение мат. ресурсов
8) информационно -техническое обеспечение про цессов управления мат.
ресурсами
ЛС АТП – целостная совок упность элементов, взаимодействующих друг с
другом.
К
числу
таких
элементов
следует
отнести
следующие
подсистемы:
1) Зак упка - обеспечение пост упления мат. ресурсов на АТП
2) Склады – здания, сооружения и т.д., где временно размещаются и
хранятся мат. запасы, преобраз уются в мат. потоки
3) Автомобильный
парк
–
подвижной
состав
АТП,
выполняющий
транспортные услуги
4) Обслуживание производства - отвечает за обслуживание и ремонт
подвижного состава
5) Сбыт – занимает ся реализацией транспортных услуг
6) Информация – обеспечивает информационную связь между элементами
ЛС, контролирует выполнение логистических операций
7) Кадры
-
организационный
персонал,
занятый
выполнением
логистических операций
8) Финансы – обеспечивают цирк уля цию денежных средств, необходимых
для управления мат. потоками ЛС АТП
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ЛОГИСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Финансы
Складирование
мат.
ресурсов
Управление производством
Сбыт
Производство
Складирование
готовой
продукции
Рынок сбыта готовой продукции
Рынок материальных ресурсов
Снабжение
Материальный поток
Финансовый поток
Информационный поток
III) Методы и модели оценки развития ЛС АТП
Методика прогноза развития АТП
Перспективы
развития
АТП
зависят
от
состояния
и
развития
макрологисти ческой системы и ее элементов. Состояние АТП как элемента
макрологистической
системы
описывается
равновесием
на
рынке
транспортных услуг, то есть балансом спроса и предложения на данном
рынке. Спрос
во многом определяется развитием
макрологистической
системы и состоянием рынка. Предложение АТП определяется величиной
его
провозных
возможностей
(в
дальнейшем
ПВ).
Под
провозными
возможностями подраз умевается объем транспортных услуг, который может
быть обеспечен АТП в планируемый период имеющимся парком с учетом
пополнения и выбытия автомобилей и принятых технико -эксплутационных
показателей работы подвижного состава.
Количественная оценка перевозочных возможностей конкретного АТП
может быть проведена три методами:
1) по динамическим рядам объема перевозок и грузооборота
2) по динамическим рядам ТЭП, входящих в основные формулы для расчета
ТЭП
3) с учетом зависимости годовых пробегов автомобилей от их возраста.
Прогнозирование с помощью вышеуказанных методов экстраполяции по
временным рядам предст авляет собой стандартн ую процедуру.
Методика
оценки
экономических
издержек
производства
транспортных услуг
Методы
определения
затрат
на
производство
транспортных
усл уг
должны учитывать специфик у перевозок, которая находит отражение в
уровне и структ ур е затрат на производство соответствующих транспортных
усл уг. Знание уровня и структ уры затрат на перевозки позволит оценить
степень
влияния
различных
факторов
и
изыскать
возможности
их
формируются
по
уменьшения.
Затраты
АТП
на
производство
транспортных
услуг
след ующим экономическим элементам:
1) материальные затраты
2) затраты на оплат у труда
3) отчисления на социальные н ужды
4) прочие затраты
В состав материальных затрат включаются затраты на:
1)
топливо
2)
смазочные и эксплутационные материалы
3)
з апасные части и материалы
4)
агрегаты
5)
шины
6)
прочие материальные затраты
Структура себестоимости автомобильных перевозок в Западной Европе
и США (данные [2])
Статья
Франция
Германия Англия
Финляндия
Порт угалия США
Топливо
11
9.8
12.4
13
17
15
Смазочные
0.7
0.8
0.2
2
3
1.5
ТО и ремонт
3.2
3.1
3.8
5
3
2.8
Зарплата
23.9
32.5
27.4
35
17
38.6
Амортизация
19.6
7.8
18.2
9
11
6.1
Страхование
3.5
10.4
7.2
4
2
3
16.5
1.4
2
2
3.5
15.3
16.3
19.9
6
20
6.9
29.8
2.8
9.5
24
25
22.6
затрат
материалы
(водителей)
Налоги
и 2
лицензии
Накладные
Расходы
Прочие
Методы
ресурсов
и
модели
основываются
прогнозирования
на
потребности
статистическом
материальных
исследовании
надежности
материальной базы, на основе которог о стоятся прогнозируемые величины
необходимых материальных ресурсов.
Ниже приведена общая схема прогнозирования транспортных услуг.
Данная
последовательность
информационной
базы
транспортных
услуг,
экономической
оценки
расчета
предусматривает
для
прогнозирования
его
материально -технического
реализ уемой
создание
показателей
продукции
единой
произ водства
обеспечения
(транспортных
и
усл уг).
Основу единой информационной базы составляют данные о надежности и их
отдельных
элементов.
Прогнозирование
программы
про изводства
и
величины необходимого материально -технического потока с последующей
экономической оценкой издержек этого производства на базе информации о
надежности автомобиля и его элементов создает предпосылки высокой
надежности работы транспорта как элемен та макрологистической системы,
а так же открывает пути снижения издержек на транспортные усл уги и
повышения конк урентоспособности самого АТП
Информационная база
Моделирование подвижного
состава
Моделирование потребляемых
мат. потоков
Прогнозирование программы
производства
Прогнозирование потребности
в мат ресурсах
Прогнозирование
программы по
ТО и ремонту
2)
Общие
Прогнозирование
программы по
эксплуатации
положения
по
Прогнозирование издержек
производства
внедрению
электронных
систем.
Ключевой вопрос, при принятии решения о внедрении
систем управления и планирования
электронных
«А принесет ли эта система прибыль в
масштабах предприятия, а если да, то когда и сколько? ». Начинать работы
по внедрению, не имея ответа на этот вопрос – чрезвычайно риск ованно.
Раз умеется, бывают сит уации, когда решение принимается исходя из тех
или иных стратегических соображений: «необходимо навести порядок »,
«условие необходимое для повышения доверия инвесторов», «конк уренты
уже сделали это» и тому подобное. Однако в т аких случаях очень часто
возникают серьезные проблемы уже на этапе выбора конкретной системы,
которую необходимо внедрять. На рынке продукты, различающиеся по
стоимости на порядки, вдобавок и затраты на внедрение даже одной и той
же системы могут различать ся в разы. В том случае, если бы руководитель
мог оценить, как ую прибыль принесет внедрение каждой из систем, то
выбор был бы похож на выбор стандартного инвестиционного проекта –
нужно было бы учитывать прогнозируемую прибыль, срок ок упаемости и
наличие инвестиционных ресурсов.. Когда сумма прибыли от проекта и
сроки возврата инвестиций не могут быть спрогнозированы, то перевод
этого проекта на финансирование «по остаточному принципу» трудно
назвать
неестественной
реакцией.
Одновременно
с
проблемами
финансирования возникает и дефицит интереса к проект у со стороны
руководителя его инициировавшего – за многие месяцы, а то и годы,
треб ующиеся для выбора, пок упки и внедрения
электронной системы,
тек ущие
отодвигают
проблемы
и
новые
идеи
очень
часто
прошлые
«стратегические соображения» на задний план. В рез ультате проект может
фактически «тихо скончаться », но это впрочем, не всегда мешает как
фирме-внедренц у, так и самому предприятию публично заявлять о том что
«все
идет
в
соответствии
с
планами »
признаваться
Расчет
мало
-
кто
любит
в
финансового
рез ультата
публично
неудачах.
прогнозируется
путем
вычитания
прямых и косвенных расходов на внедрение системы из дополнительных
доходов вследствие ее появления на предприятии. Хотя оценка расходов не
так проста, как может показаться на первый взгляд, тем не менее, основные
проблемы
возникают
именно
с
оценкой
доходов.
Методики расчета доходов от внедрения
Наиболее распространенный способ такой оценки
– «по мировом у
опыт у». Использ ующий его продавец системы X обычно утверждает, что
определенный клиент
уже внедривший эту систему, или
«клиенты в
среднем » смогли улучшить те или иные показатели, например время
оборачиваемости складских запасов или объем реализации на столько -то
процентов. «Значит и Вы сможете улуч шить эти показатели примерно в той
же мере, что позволит рассчитать прогнозируемый финансовый рез ультат от
внедрения » - рассуждает продавец. Для придания большей убедительности
конечной цифре таких показателей следует использовать как можно больше,
провести на их базе сложные расчеты, снабдить док умент многочисленными
схемами, графиками и диаграммами … Раз умеется, тот факт, что данная
методика
удивительно
похожа
на
постановк у
диагноза
конкретному
пациент у на основании «средней температ уры по больнице» все э ти детали
никак не отменяют Поэтому, несмотря на очевидные достоинства – для
пол учения прогнозной цифры не требуется ни существенных денежных
затрат, ни затрат времени, ни усилий со стороны клиента, вряд ли данный
метод следует считать полезным для клиенто в, хотя для продавцов систем
его
польза
несомненна.
Другие более достоверные способы основываются на оценке прибыли,
уп ущенной предприятием по причине отсутствия достаточно своевременной
или точной информации, которую можно было бы получить, в слу чае если
бы
электронная
система
предоставляющая
так ую
информацию
на
предприятии была. Например, если клиенты уходят без покупки потому, что
на складе не оказалось н ужного им товара, а произошло это из -за
отсутствия у отдела зак упок своевременной и информации о спросе и его
динамике – это уп ущенная прибыль (причем вполне определенная). Если по
причине отсутствия информации
о состоянии
склада
зак уплен
товар,
который уже имеется на складе в достаточном количестве – это тоже
уп ущенная прибыль. Если зак уплен то вар с низкой оборачиваемостью,
вместо товара с высокой оборачиваемостью при одинаковой марже – из-за
отсутствия информации об оборачиваемости – и это упущенная прибыль.
Если доставка товара пок упателям осуществляется четырьмя наполовин у
загруженными автомо билями, потому что отсутствует информация, каким
образом можно составить их маршруты, чтобы обойтись двумя – это опять
уп ущенная прибыль. И даже если списывается товар с истекшим сроком
годности по причине того, что данн ую партию просто «забыли в дальнем
угл у»
-
мы
имеем
дело
опять
с
уп ущенной
прибылью.
Хотя
методики,
построенные
на
этом
принципе,
и
не
учитывают
«синергетический эффект » от внедрения электронной системы, однако они
позволяют
получить
достоверн ую
и
обоснованн ую
«нижнюю »
пол учаемых
оценк у
выгод.
Самый дешевый и быстрый способ оценить уп ущенную прибыль от
отсутствия
информации
специалистов
предприятия.
это
-
Но
использование
работает
он
экспертных
только
тогда,
оценок
когда
эти
специалисты, во -первых, очень хорошо знают что выст у пает источником
проблем, как часто они происходят и какой наносят ущерб, а во -вторых,
полностью
эт у
информацию
предоставляют.
Более надежен способ, базирующийся на аудите уп ущенной прибыли в
работе предприятия (или по крайней мере в отдельных бизнес -процессах).
Такой аудит проводится внешней организацией
– иногда это фирма-
внедренец, а иногда - фирма занимающаяся бизнес -консалтингом. Сначала
создается
группа
аудита
и
вместе
с
руководством
предприятия
определяются места сбора статистики. Чаще всего эт о те подразделения, в
которых
непосредственно
ведется
работа
с
клиентами
и
склады.
В ходе аудита в течение некоторого времени (обычно несколько недель
или месяцев) «за спиной » у каждой группы сотрудников предприятия в
местах сбора статистики постоян но находится человек, протоколирующих
факты уп ущенной прибыли. По каждому из них выполняется разбор причин
и определение суммы уп ущенной прибыли. По мере накопления статистики
информация суммируется и анализируется. Преимущества этого метода в
том, что он мало зависим от доброй воли и квалификации работников
предприятия. Мин усы – долго, очень дорого, слишком много информации
становится дост упно посторонним. В принципе подобный процесс можно
организовать и силами самого предприятия, организовав временн ую гру пп у
или
специальное
В
случае
если
подразделение,
руководство
но
это
довольно
предприятия
может
сложно.
эффективно
мотивировать своих сотрудников, а их квалификация достаточна, действия,
схожие
с
внешним
аудитом
могут
выполнять
и
сами
сотрудники
непосредственно
в
процессе
своей
работы.
В
таком
случае,
каждый
сотрудник, привлеченный к этой работе, сталкиваясь с фактом уп ущенной
прибыли из-за недостатка информации, должен записывать суть проблемы,
оценк у уп ущенной суммы, а также указывать какая информа ция и в каком
виде ему была н ужна, чтобы предотвратить факт уп ущенной прибыли. Эта
информация не только позволит определить «цен у вопроса» автоматизации,
но и послужит отличной основой для технического задания, позволит
подчинить все действия, выполняемые в ходе внедрения, задаче получения
прибыли предприятием. Раз умеется, для успеха этих работ руководству
предприятия их необходимо спланировать и проконтролировать, а возможно
и понести некоторые затраты, но все же именно такой способ определения
эффекта характеризуется наилучшим сочетанием цены и достоверности.
Какой бы способ не был бы выбран – существуют определенные риски,
что прогноз не сбудется. Все эти риски можно разделить на три большие
группы.
Первая связана с недоработками и ошибками в са мом прогнозе: Например,
даже при
правильной оценке размера уп ущенной прибыли и успешном
устранении причины возникновения проблем, оказалось, что в бизнес процессах были и другие «бутылочные горлышки », просто раньше они не
были заметны, так как проблемы во зникали на более ранних этапах.
Вторая
группа
электронной
рисков
системы
и
связана
ее
с
техническими
внедрением
или
характеристиками
эксплуатацией:
старые
проблемы, вызывавшие случаи уп ущенной прибыли, системой устранены,
однако в рез ультате внедрения с истемы появились новые, связанные с
самой системой. Например, система надолго зависает, что приводит к
остановкам продаж, или рабочее место менеджера по заказам сделано
нерационально, в
рез ультате используя
систему,
менеджер тратит
на
оформление заказа бол ьше времени чем до ее появления. Еще одной
характерной
проблемой
является
саботаж
персоналом
«нестандартных
сделок и действий » в том случае, когда работник по собственной вине (не
умеет) или по вине системы (данная операция не предусмотрена) не может
ввести
соответствующую
информацию
в
систему.
В
конце
концов,
встречается
сит уация,
когда
некомпетентные
или
недобросовестные
внедренцы просто напросто так и не ввели систему в эксплуатацию.
И наконец, третья группа рисков связана с тем что прогноз делался на
основе статистики, полученной при одних внешних условиях, а система
работает уже при совершенно других, например, а за время внедрения
внешняя сит уация на рынке резко изменилась, возможно Вам пришлось
перестраивать
прогнозов,
и
бизнес -процессы.
сделанных
«до
Например,
дефолта»
просто
большинство
потеряли
оценок
и
актуальность.
Тем не менее, для успеха проекта наибольшее значение представляет
не то обстоятельство, встретится ли
подобные трудности или нет, а
способность руководства эти трудности г арантированно преодолеть, п усть и
с определенными финансовыми издержками. Потенциальный размер таких
издержек в случае возникновения проблемы того или иного характера также
должен
быть
заранее
предсказ уем.
Раз умеется,
для
этого
н ужно
предпринять целый ряд организационных и финансовых мер, например
составить список рисков, спланировать свои действия направленные на их
нейтрализацию, в случае если они реализ уются, оценить потенциальные
временные
и
финансовые
затраты
на
такие
действия,
а
затем
при
формировании бюджета проекта внедрения предусмотреть соответствующие
финансовые
и
временные
резервы.
Очень важн ую роль здесь играет выбор системы. Прежде всего, желательно
чтобы система массово применялась в России – то есть, чтобы количество
предприятий работающих с системой исчислялось многими десятками, а
л учше сотнями. Таким образом, минимизируется риск от сит уации «ее
вообще нельзя заставить
оценить
вероятные
работать »,
проблемы
а также появляется возможность
при
работе
с
данной
системой.
Далее, система в гот овом виде, без доработок должна удовлетворять
большую часть (в идеале более 80 процентов) выявленных потребностей.
Любые доработки и разработки несут с собой дополнительный риск того,
что их рез ультат окажется несоответствующим ожиданиям или работы
затян утся. Однако с другой стороны, потенциальная гибкость системы,
включая и широкие возможности программных доработок и переделок,
является
необходимым
внедрения
и
для
последующей
управления
рисками
эксплуатации
качеством.
системы
может
В
ход е
возникн уть
множество причин, по которым для того чтобы не уп устить прибыль н ужно
б удет на ходу перестроить бизнес -процессы, изменить интерфейс, добавить
или доработать ф ункциональность, причем причины эти могут и не зависеть
от самого предприятия. Например, в сит уации криз исов возможность
быстро, гарантированно и за умеренную стоимость перестраивать систему
управления может оказаться и вовсе вопросом жизни и смерти. В более же
спокойное
время
способность
оптимизации
системы
под
потребности
предприятия дает ему конк урентные преимущества по сравнению с теми,
кто вын ужден подгонять свои бизнес -процессы под возможности системы.
Таким образом, при реалистичном, добросовестном и профессиональном
подходе финансовый рез ультат от внедрения системы управления ресурсами
предприятия мо жно спрогнозировать, а риски оценить и при необходимости
нейтрализовать, как и в любом другом инвестиционном проекте.
Основная часть
Оценка
1)
экономической
эффективности
от
использования геоинформационных систем .
Напомним основные задачи транспортной ло гистики.

планирование грузопотоков;

управление парком автомашин;

диспетчеризация;

логистика.
Использование ГИС в этой области позволяет сэкономить значительные
средства. С ее помощью составляются оптимальные графики и маршруты
развоза
товаров.
Например,
можно
оптимизировать
процесс
доставки
товаров множеству клиентов с разных складов. При этом будет учитываться
ряд факторов: наличие транспортных средств, их грузоподъемность, время
работы клиентов, дорожная обстановка и т.д.
В зависимости от поставленной задачи, можно задавать различные
критерии оптимальности, такие как равномерность загрузки транспортных
средств,
минимизация
минимизация
суммарного
задействованных
времени
транспортных
развозки,
максимизация
средств,
загрузки
транспортных средс тв и т.п.
Информация обо всех объектах, участвующих в перевозке хранится в
базе данных. Объекты могут быть отображены на карте, отдельно можно
наносить
на
нее
просчитанные
оптимальные
маршруты,
выводить
информацию об объектах, схемы проезда перекрестк ов и т.д.
Как
уже
логистики
было
подчеркн уто
вн утригородских
ранее
мы
перевозок
в
остановились
на
сравнительно
проблеме
небольшой
транспортной компании.
На тек ущий момент в России нет законченной геоинформационной
системы, с помощью которой мож но было комплексно планировать и
управлять деятельностью сравнительно небольшого АТП.
На рынке нет программных продуктов, которые могли бы вписаться в
сравнительно небольшой бюджет и позволяли бы комплексно решать
вышеуказанные задачи.
След ует
выделить
необходимые качества для программного прод укта,
который бы соответствовал задачам малых и средних АТП.
1) Небольшая стоимость
2) Возможность синхронизации с программными продуктами фирмы 1С
3) Минимальные издержки на внедрение
4) Простота и инт уитивность пользовательского интерфейса
Как
уже
упоминалось
ранее, одной
из
основных
целей
внедрения
информационных систем на предприятии является снижение издержек
производства. Рассмотрим возможности ГИС для решения подобных задач.
В
первую
очередь,
ГИС
упрощает
и
оптимизирует
тек ущую
производственн ую деятельность – оптимизирует перевозочные маршруты,
что в среднем сокращает пробег подвижного состава на 10 -15% (по данным
[4]). Соответственно, существенно (порядка 5 -10%) сокращаются косвенные
издержки на ремонт и эксплуатацию подвижного состава.
В долгосрочном периоде оптимизация перевозочных маршрутов может
дать существенн ую экономию при замене подвижного состава, к примеру,
сократить количество автомобилей
за счет оптимизации и увеличения
времени работы н а линии.
Внедрение ГИС совместно с системой GPS-мониторинга подвижного
состава позволяют контролировать передвижение автомобилей в реальном
времени,
что
практически
исключает
возможность
использования
подвижного состава персоналом в личных целях, а так же дает возможность
ул учшить
прогнозные
оценки
затраченного
времени
на
маршруте
(
появляются данные о средних скоростях движения на различных участках
маршрута и так далее).
Немаловажным
аргументом
в
пользу
внедрения
ГИС
является
сокращение объ емов уп ущенной прибыли. Транспортные компании и отделы
терпят ощутимые убытки от возвратов груза по причине срыва срока
поставок. Более того, в настоящее время многие клиенты требуют от
доставки по схеме Just in Time (точно вовремя, в дальнейшем сокращение
J IT).
Эта
схема
доставки(временная
требует
максимально
вилка
составляет
вн утригородских bперевозок)
и
точных
не
прогнозов
более
существенного
одного
увеличения
времени
часа
для
надежности
перевозок (снижение количества поломок на линии, а как следствие
повышенные требования к состоянию подвижного
J IT-критерия в
состава).
Применение
логистике, с одной стороны, связано с возможностью
существенного сокращения складских расходов (порой в несколько раз) и
“освобождением” значительной части оборотных средств, и ограничениями,
связанными с характером доставляемых товаров (скоропортящиеся грузы) и
требованиями
примеров,
вследствие
клиентов
доказывающих
(к
примеру,
акт уальность
экспресс -доставка).
проблемы
уп ущенной
Одним
из
прибыли
возвратов и возможность ре шения этой проблемы с помощью
ГИС, является успешное внедрение программного продукта “ СИТИ –
Доставка”
“Протек”.
компании
Одним
элиминирование
“ Эрма Софт” в дистрибьюторской компании
из
рез ультатов
случаев
возврата
внедрения
товаров
по
являлось
причине
практическое
срыва
сроков
поставки.
Подытоживая данный раздел, следует выделить три основных источника
снижения производственных издержек при использовании ГИС.
сокращение
-
прямых
транспортных услуг:
и
косвенных
издержек
по
производству
снижение пробега подвижного состава, оптимизации
снабжения запасными частями и агрегатами и т.д.
- снижение затрат от нецелевого использования подвижного состава.
сокращение объемов уп ущенной прибыли от несоответствия качества
-
предоставляемых транспортных услуг рыночным требованиям.
3) Моделирование задач транспортной логистики
1)
Общие
положения
по
моделированию
задач
транспортной логистики .
С точки зрения моделирования АТП представляет собой черный ящик, на
входе которого ресурсы, а на выходе - транспортные услуги.
Выходные параметры – выручка от реализации транспортных усл уг – в
значительной мере детерминированы внешней экономической средой. На
такие показатели, как спрос на продук цию и равновесная цена, АТП может
влиять в весьма ограниченно й степени.
Таким образом, эффективность
работы АТП в большей степени зависит от эффективности использования
ресурсов и минимизации издержек.
С уть реализации логистической концепции состоит в разработке и
внедрении
логистических
систем
управления
м атериальными
и
соответствующими информационными потоками, которые основываются на
логистических принципах и методах.
При
модельном
представлении
задач
АТП
основные
учетные
показатели зависят от двух взаимосвязанных характеристик: сос тояния и
функционирования. Состояние
системы характериз уется прежде всего ее
величиной и структурой, то есть размерами и характерными, с точки зрения
назначения системы, свойствами отдельных ее элементов.
Состояние
АТП
характериз уется
как
списочным
количеством
автомобилей, так и их важным свойством – надежностью.
Функционирование системы - это тек ущая реализация в конкретных
условиях
внешней
среды,
представляемых
данным
состоянием
возможностей для осуществления функций системы, ради которых она
создана.
Таким образом, можно выделить
два вида задач для математического
моделирования:
4) частные задачи ф ункционирования
5) задачи оптимизации состояния АТП
К задачам ф ункционирования относятся выбор оптимальных вариантов
организации перевозочного процесс а, видов и типов подвижного состава,
совместное планирование транспортных, производственных и складских
процессов.
При моделировании развития АТП, как его состояния, так и его
функционирования, существуют два основных подхода:
1) детерминистско -оптимальн ый
2) вероятносно-адаптивный
Детерминистско -оптимальный
подход
к
применению
управленческих
решений и большинстве случаев обеспечивает значительный экономический
эффект.
Оптимизация одновременно ф ункционирования и состояния системы
–
главное условие достижен ия ее наивысшей эффективности. Другой аспект
состоит в том, что решить задачу развития АТП с помощью одной модели
невозможно. Необходимо расчленить задачу на ряд локальных, входящих в
общую систему задач транспортной логистики .
К числу недостатков детерминистско-оптимального подхода следует отнести
след ующие:
1) отказ
от
рассмотрения
проблем, которые не поддаются строгой
математической формализации
2) отказ от анализа и совершенствования структ уры системы.
В качестве основных характеристик
вероятносно -адаптивного подхода
к
моделированию задач АТП следует отметить:
1) включение всех достоинств детерминистско -оптимального подхода
2) учет известной доли неопределенности в наших знаниях о буд ущем,
об условливающий выбор наиболее адаптивных вариантов планов.
3) рассмотрение организационных проблем
Необходимость соединения детерминистского и вероятносно -адаптивного
подходов
к
решению
задач
транспортной
логистики
предопределена
характерными особенностями задач развития АТП. К ним относятся :
-
значительная неопределенность как будущих сит уаций, так и
конечных рез ультатов принимаемых решений
-
неполнота
и
существенно
низкая
достоверность
исходной
вычислительного
характера
информации
-
трудности
методологического
и
(учет неформализ уемых элементов)
Таким образом, наиболее приемлемым подходом к объединению методов и
моделей решения задач транспортно объединению методов и моделей
решения задач транспортной логистики
должно базироваться на описании
развития
АТП
как
последовательности
явлений
во
времени
с
использованием стох астических моделей..
Концепция
2)
моделирования
задач
транспортной
логистики
С точки зрения организации перевозочного процесса возможны три схемы с
которыми сталкиваются АТП:
1) “один к одному” – наиболее простая с точки зрения планирования, не
требует решения ни транспортной задачи, ни задачи маршрутизации.
2) “один к многим” треб ует решение следующих задач маршрутизации:
- “увязка“ ездок, если между грузоотправителями и грузополучателями
перевозка осуществляется только по маятниковым маршрутам.
- коммивояжера, если между грузоотправителями и грузополучателями
перевозка осуществляется только по развозочным маршрутам.
-
двух
вышеперечисленных,
если
при
организации
перевозочного
процесса использ уются как маятниковые, так и развозочные маршруты.
3) “многие ко многим” - требует решение
транспортной задачи на
первом этапе и задачи маршрутизации на втором.
Ниже представлены две диаграммы – схема организации перевозочного
процесса, алгоритм моделирования организации перевозочного процесса
в АТП.
I) Схема организации перевозочного процесса
II) Алгоритм моделирования организации перевозочного
процесса в АТП
База данных
Определение схемы
организации перевозок
Да
Проверка схемы
многие ко многим
Решение транспортной задачи
Нет
Да
Согласование схемы доставки
Проверка схемы
один к одному
Нет
Решение задачи
маршрутизации
Моделирование времени
движение а/т
Проверка соблюдения сроков
доставки
Нет
Маршрут движения
а/т
Да
Корректировка маршрута
Рассмотрим
алгоритм
моделирование
организации
перевозочного
процесса АТП.
1) Формирование базы данных, включающая сведения о количестве
транспортных
средств, их
типе и
грузоподъемности,
количестве
отправителей и получателей груза, ограничениях, накладываемых
отправителем и получателем на партию груза, которая может быть
отправлена
и
получена
соответствующим
субъектом,
временны х
ограничениях по доставке грузов в п ункты назначения и их вывоз у из
пунктов отправления, затраты на перемещение единицы груза от
каждого отправителя каждому получателю и др.
2) На основе полученной информации определяется схема организации
перевозок.
3) Далее проверяется условие: используется ли при перевозке груза
схема “многие ко многим”. Если условие выполняется, то решается
транспортная задача.
Специфицируем
экономико -математическ ую
модель
задачи:
m
x
j 1
ij
 a i (i  1, n)
ij
 b j ( j  1, m)
n
x
i 1
xij  0
n
m
i 1
j 1
 a i  b j
n
m
 c
i 1 j 1
ij
xij  min
где n - количество поставщиков
m- количество потребителей
a- ограничения по предложениям
b- ограничения по спросу
с- стоимостные параметры целевой ф ункции
x- объемы перевозок между i-м и j-м п унктами
транспортной
Критерием
оптимальности
в транспортной задаче могут выст упать
транспортная работа, затраты
времени
на доставк у или
стоимость
перевозки.
4) На последующем
этапе, по каким маршрутам -
маятниковым или
развозочным – будут осуществляться перевозки от каждого отправителя
к получателям, закрепл енным за ним после решения транспортной
задачи.
5) Далее проверяется условие: используется ли при перевозке груза
схема
“один к одному”. Если условие не выполняется, то перевозка
осуществляется по схеме “один к многим”, которая требует решение
задачи маршрутизации.
При формализации этой задачи мы приходим к классической задаче
коммивояжера.
6)
На
последней
фазе
алгоритма
определяется
соотношение
смоделированных значений времени нахождения автомобилей в рейсе с
требованиями
клиентов
по
срокам
доставки
грузов.
Например,
на
вн утригородских перевозках, определяется возможность обсуживания
всех потребителей на маршруте в пределах установленных временных
интервалов.
Если
условие
не
выполняется,
то
треб уется
откорректировать маршрут, или , если возможно вр емя работы складов,
грузоподъемность
использ уемого
на
данном
маршруте
подвижного
состава и заново смоделировать время движения
Таким
образом,
предлагаемая
иерархия
моделей
позволяет
реализовать единый подход к формализации методов решения задач
управления
в
транспортной
трех уровневую
оптимизацию
по
объектов
и
рассматриваемых
дополнительных
логистике.
факторов,
Это
мере
позволяет
редуцирования
последовательного
связанных
с
конкретными
осуществить
количества
включения
маршрутами
перевозок.
3) Программная реализация схем перевозочного процесса
Простей ший вариант – один к одному не требует для прокладки
маршрута
больших
вычислительных
затрат
и
сводится
к
подбору
автомашины соответствующей грузоподъемности для соответствующего
рейса, что не предс тавляет собой значительных трудностей.
Вариант один ко многим , в том случае, если число заказов невелико,
представляет собой задачу коммивояжера (ЗК), возможно, с временными
окнами. Если же число заказов велико, то имеем задачу планирования
доставки грузов (ЗПДГ).
Обе эти задачи хорошо известны, и разработано много методов их
решения. Особенность ЗК и ЗПДГ состоит в том, что это NP-полные
переборные задачи, и как следствие,
задач большой размерности
нахождение точного решения для
за приемлемое время нев озможно. Для
решения больших (от 50 заказов ) ЗК и ЗПДГ на практике применяют
методы, дающие приближенные решения. В частности, весьма поп улярны
различные эвристики и генетические алгоритмы.
Решение задачи коммивояжера (ЗК).
Постановка задачи коммивояжер а
Есть N городов{K i } i = 1 . . N , которые должен посетить коммивояжер
(бродячий торговец). Он должен выйти из первого города, посетить по
одному раз у города 2, 3, 4, …, n и вернуться в первый город. Расстояния
между всеми городами известны. Следует найти такой п орядок обхода
городов , чтобы замкнутый п уть коммивояжера был кратчайшим.
В нашем случае стартовая точка соответствует складу, а города –
заказам, которые необходимо доставить. Кроме того, для каждого заказа
может быть определен промежуток времени, в течен ие которого заказчик
может принять заказ.
Для решения задачи коммивояжера в проектируемой системе было
решено использовать генетический алгоритм. Он позволяет относительно
быстро получить решения хорошего качества, несложен в реализации и
легко доп ускает некоторые изменения постановки задачи (в частности,
позволяет ввести в задачу коммивояжера использование ограничений по
временному графику доставки заказов).
Идея генетических алгоритмов заимствована у живой природы и
состоит
в
которого
организации
является
эволюционного
получение
п роцесса,
оптимального
конечной
решения
в
целью
сложной
комбинаторной задаче. Разработчик генетических алгоритмов выст упает
в данном случае как "создатель", который должен правильно установить
законы эволюции, чтобы достичь желае мой цели как можно быстрее.
Генетические алгоритмы (ГА) — это адаптивные методы поиска,
основанные
на
генетических
процессах
биологических
организмов:
биологические популяции развиваются в течение нескольких поколений,
подчиняясь
законам
естественного
отб ора
по
принципу
"выживает
наиболее приспособленный" ( survival of the fittest). Те особи, которые
наиболее
приспособлены
к
окружающим
условиям
(решения,
обладающие наилучшим значением целевой ф ункции), будут иметь
относительно
больше
шансов
воспроизвести
по томков.
Слабо
приспособленные особи либо совсем не произведут потомства, либо их
потомство будет очень малочисленным. Это означает, что гены от
высоко
адаптированных
или
приспособленных
особей
б уд ут
распространяться в увеличивающемся количестве потомков на каждом
последующем
поколении.
Комбинация
хороших
характеристик
от
различных родителей иногда может приводить к появлению потомка, чья
приспособленность
родителей.
больше,
Таким
чем
образом,
приспособленность
вид
развивается,
любого
лучше
и
из
его
л учше
приспосабливаясь к среде обитания.
Вначале для решения любой задачи с помощью ГА должен быть
разработан
называют
метод
кодирования
хромосомой.
решений.
Каждый
Закодированное
атомарный
элемент
в
решение
хромосоме,
несущий в себе значимую информацию, называетс я геном.
Для хромосом также имеется некая функция приспособленности
или фитнес-ф ункция (от англ. Fitness ) которая определяет численное
значение годности хромосом для данной задачи.
На начальном этапе случайным образом генерируется достаточно
большая
попул яция
приспособленность
данного
особей
в
вида
ней.
хромосом
Далее
и
циклически
вычисляется
повторяется
следующий процесс: некоторым образом из популяции отбираются пары
особей-решений и скрещиваются, данная операция называется кроссовер
(crossover). Решения-потомки добавляются в поп уляцию, обычно взамен
наиболее плохих решений. Для того чтобы не зависеть от возможной
ограниченности базового набора хромосом и неспособности на их основе
построить
оптимальную
хромосому,
использ уют
мутации.
Таким
способом получа ют совершенно новые хромосомы. Естественно, чтобы
мутации
не
мешали
процессам
целенаправленной
селекции,
их
применяют достаточно редко (с вероятностью порядка 1%, конкретная
величина
определяется
Критерием
останова
опытным
в
п утем).
генетическом
Далее
цикл
алгоритме
повторяется.
может
сл ужить
нахождение точного решения, если это возможно определить (например,
при
поиске
корней
уравнения),
выполнение
заданного
количества
итераций или постоянство наилучшего найденного решения в течение
некоторого количества и тераций.
В качестве метода кодирования решения в хромосому было решено
использовать п утевое представление.
Путевое представление — наиболее естественное представление
рейса.
Например,
рейс
5 –1–7–8–9–4–6–2–3,
где
каждая
цифра
представляет собой идентифика тор заказа, представлен просто как (5 1 7
8 9 4 6 2 3).
В
качестве
кроссовера
можно
использовать
частично
отображенный кроссовер— partiall y-mapped crossover (PMX) .
PMX (partially-mapped crossover) строит потомков, выбирая сегмент из
рейса одного из родителей и совершая перестановки генов, пока этот
сегмент не становится идентичным соответствующему сегмент у второго
родителя. Сегмент маршрута выбирается двумя случайными точками
разреза. Например, два родителя (разрезы отмечены " | ")
Р1 = (1 2 3 | 4 5 6 7 | 8 9) и
Р2 = (4 5 2 | 1 8 7 6 | 9 3)
могут получить потомков следующим способом. Во -первых, сегменты
между точками обреза меняются местами (символом " x " обозначается
неизвестный символ).
П1 = (х х х | 1 8 7 6 | х х) и
П2 = (х х х | 4 5 6 7 | х х)
также этот обмен определяет серию преобразований данных: 1 <-> 4,
8 <-> 5, 7 <-> 6 и 6 <-> 7. Теперь можно заполнить остальные города, для
которых нет конфликтов:
П1 = (х 2 3 | 1 8 7 6 | x 9) и
П2 = (х x 2 | 4 5 6 7 | 9 3).
Наконец, первый "х" из потомк а П1 (который должен был быть 1, но был
обнаружен
конфликт)
заменяется
на
4
(см.
серию
преобразований
данных). Таким же образом, второй "х" из потомка П1 меняем на 5; в
потомке П2 меняем "х" на 4 и 5 соответственно. Получим:
П1 = (4 2 3 | 1 8 7 6 | 5 9) и
П2 = (1 8 2 | 4 5 6 7 | 9 3).
В качестве мутации можно использовать замен у двух участков
маршрута.
Например из родителя
Р1 = (1 2 3 4 5 6 7 8 9)
можно получить потомка
П1 = (1 6 7 8 4 5 2 3 9)
Заменив в нем участки маршрута (2 3) и (6 7 8)
На
начальн ую
последнем
предварительном
поп уляцию.
В
поп уляции
этапе
вполне
необходимо
могут
создать
присутствовать
сл учайные маршруты. Это не ух удшает работ у алгоритма, и в то же
время позволяет избежать быстрой сходимости всей поп уляции к какому то отдельному решению .
Рис.4
:
Генетический
коммивояжера
на
алгоритм
100
городов.
использовался
В
начале
при
решении
генерировалась
задачи
начальная
популяция, состоящая из 100 случайных решений, из них при помощи
мутации
и
кроссовера
создавались
100
потомков.
Таким
образом,
пол учалось 200 решений. 100 лучших решений выбирались для следующей
популяции. Л учшие решения после 500, 1000 и 4000 итераций показывают
процесс улучшения качества решений. Улучшение качества решений на
каждом
из
последующих
этапов
эволюции
заметно
невооруженным
взглядом (программу, решающую подобный пример, можно найти в
разделе
п убликаций
Эволюционный
на
алгоритм,
сайте
просмотрев
www.naturalselection.com ).
относительно
н ебольшое
количество решений, нашел достаточно неплохое. Возможно это и не
л учшее решение, но оно достаточно высокого качества. Было просмотрено
всего около 400000 решений, т.е. одно из 2 1 0 1 5 0 всех возможных решений.
При необходимости учёта временных огра ничений на доставк у заказов,
треб уется изменить фитнес -ф ункцию таким образом, чтобы опоздание
доставки заказа наказывалось дополнительным штрафом.
Решение задачи планирования доставки грузов (ЗПДГ)
Задача
планирования
доставки
грузов
отличается
от
задачи
коммивояжера тем, что для доставки заказов мы имеем не одн у, а
несколько
необходимо
автомашин
развести
заданной
все
заказы
грузоподъемности.
со
склада
таким
Использ уя
образом,
их,
чтобы
минимизировать количество использованных машин и суммарн ую длин у
пробега.
Для
решения
ЗПДГ
было
решено
использовать
“лепестковый
алгоритм”. Этот метод относительно несложен и в то же время позволяет
быстро получить решение, близкое к оптимальному.
Предполагается,
что
склад
лежит
в
центре
декартовой
прямоугольной системы координат.
В начале каждому заказ у K i сопоставляется полярный угол φ i ,
образ уемый отрезком Заказ - Склад с воображаемой осью OX
φi
=
arctg((Y i -Y 0 )/(X i -X 0 )),
где (X 0 ; Y 0 ) - координаты склада, а ( X i ; Y i ) - координаты заказа
После этого все заказы упорядоч иваются по полярному угл у и в
порядке образованной очереди начинают формировать рейсы - на кажд ую
автомашин у последовательно из общей очереди добавляются заказы до тех
пор, пока машина не переполнится.
В
рез ультате
рейсу,
на
соответствует свой сектор φ i
котором
^
лежат
заказы
Ki,
K i + 1 ,….K j
φ j , причем сектора разных рейсов не
пересекаются. Далее вн утри каждого рейса решается задача коммивояжера
и пол учаются рейсы в виде характерной "ромашки" (Рис. ).
Рис.5. Иллюстрация к методу построения рейсов по поляр ному углу
Как уже было сказано, у данного метода построения рейсов есть много
плюсов - он прост, дает решение хорошего качества, к тому же можно
легко
ввести
понятие
соседних
по
полярному
углу
рейсов
дальнейшей оптимизации учитывать степень близость рейсов.
и
при
К сожалению, данный алгоритм не дает гарантии построения решений
с
учетом
временного
графика,
хотя
позволяет
строить
приемлемые
решения для задач, в которых заказы имеют большие временные окна.
Вариант многие ко многим представляет собой самый ин тересный и в то
же время самый сложный случай. Сложность данной задачи заключается в
том, что не определена более, или менее стандартная постановка данной
задачи. В каждой компании, занимающейся перевозками с применением
данной
схемы,
есть
свой
набор
прави л,
на
основании
которых
осуществляется планирование рейсов. Правила эти для каждой компании во
многом уникальны, и редко полностью формализованы. Иными словами,
крайне сложно выделить нек ую общую постановк у задачи и общий алгоритм
ее решения. Разрабатывать же общий алгоритм нецелесообразно, ибо при
внедрении
его
в
конкретн ую
компанию,
затраты
на
доработк у
реализованного варианта задачи до требуемого сопоставимы с затратами на
разработк у и программн ую реализацию системы планирования доставки
заказов “с н уля”.
В качестве примеров постановки задачи многие ко многим можно
привести
пример
классической
транспортной
задачи.
Эта
постановка
предполагает, что для заказчика неважно, с какого именно склада к нему
б удет доставлена готовая продукция. Классическое примене ние данной
постановки – развоз бетона или асфальта от нескольких производящих их
заводов
к
стройкам,
предполагается,
что
идущим
затраты
в
различных
единицы
продукции
городах.
зависят
При
этом
только
от
расстояния между заводом и пунктом разгрузки. Также по драз умевается,
что каждая машина постоянно к урсирует между выбранным заводом и
пунктом разгрузки.
Гораздо более сложной для решения (с комбинаторной точки зрения)
задачей является случай, когда необходимо перевезти конкретные заказы с
одного места на друг ое. Дело в том, что при решении на практике этой не
очень сложной на первый взгляд задачи могут обнаруживаться самые
различные ограничения.
Иногда,
заказы
некоторого
типа
можно
доставлять
лишь
в
определенной последовательности, которая зависит от типа использ уемого
автотранспорта. Например, в некоторые ф уры, с одним выходом из ф ургона,
загрузка и погрузка товара осуществляется только как в стек, то есть заказы
можно разгружать строго в последовательности, обратной той, в которой
они
были
погружены.
Некоторые
машины,
с
двумя
входами
могут
одновременно работать как стек и очередь, позволяя производить погрузк у
с одной стороны, а разгрузк у с двух сторон. Кроме того, возможны
особенности к узова или тары, в которой поставляются заказы, которые
позволяют осуществить произвольный дост уп к размещенным в кузове
заказам.
Кроме вышесказанного, следует учитывать, что некоторые заказы
могут
быть
принципиально
доставлены
только
определенным
подмножеством машин, а некоторые заказы могут пост упать в отдел
планирования уже после начала объезда заказов и требуют добавления на
один из уже спланированных рейсов в режиме реального времени.
По вышеописанным причинам, каждая конкретная реализация задачи
планирования доставки заказов по схеме “многие ко многим” должна быт ь
рассчитана
под
конкретного
заказчика
и
учитывать
особенности
его
предметной области. Заранее проводить реализацию подобной задачи в
рамках проектируемой логистической программы можно лишь подраз умевая
ее использование в демонстрационных целях.
5) Концепция блока по оценке экономических
издержек производства транспортных услуг
Обратимся
к
классификации
затрат АТП, приведенной в вводной части
работы:
1) материальные затраты
2) затраты на оплату труда
3) отчисления на социальные н ужды
4) прочие затраты
В состав материальных затрат включаются затраты на:
1)
топливо
2)
смазочные и эксплутационные материалы
3)
запасные части и материалы
4)
агрегаты
5)
шины
6)
прочие материальные затраты.
Рассмотрим перечень материальных за трат более подробно:
1) топливо
В
нижеприведенной
испытаний
наиболее
таблице
приведены
массовых
данные
автомобилей,
эксплуатационных
используемых
при
вн утригородских перевозках. (данные по [2])
Марка автомобиля
ГАЗ
ЗИЛ
МАЗ
MAN
Модель автомобиля
ГАЗ-33023 "Газель"
ЗИЛ-5301"Бычок"
МАЗ 437040 "Зубренок"
8-163
Средний
расход
топлива(испытания)
л/100 км
12.5
14
18
17
Расход
топлива*a
км
11.5
12.6
16.2
15,3
л/100
Расход
топлива*K
л/100 км
2,7
1,8
1,4
1,1
В рез ультате обработки статистических данных ( по данным [2]), была
пол учена эмпирическая формула для расчета расходов на топливо:
Fuel _ cos t  0,01* K general * Fuel _ price (а *  Li
 K *  Li Gi ) (*)
где Fuel _ cos t - расчетная стоимость топлива за маршрут,
K general - обобщенный коэффициент, учитывающий надбавки и снижения в расходе
топлива при движении в различных условиях
a- линейная норма расхода топлива на пробег автомобиля без груза, л/100 км
K- коэффициент, зависящий от марки и модели автомобиля
Gi -масса груза между пунктами назначения, т
Fuel _ price - цена 1л топлива
Li - пробег автомобиля между пунктами назначения, км
Рассмотрим вышеуказанное выражение более подробно:
1) K general характериз ует режим и характер движения ( плотное городское,
трасса , пересеченная местность). Этот коэффициент может варьироваться
от 1 (трасса) до 1,4 (пересеченная местность).
2) Параметр a основан на данных производителя.
3) Параметр К характериз ует зависимость расх ода топлива от загрузки для
конкретной марки и модели автомобиля. В данной спецификации эта
зависимость для упрощения принимается линейной.
Данное выражение было получено автором по выборке крупного АТП (325
машин в течение 2х лет) по методологии [4], и спольз уя метод наименьших
квадратов.
Стоит заметить, что приведенный формула ( *) не всегда удобна для
расчетов, так как часто возникает проблема с
данными по загрузке и
пробегах автомобилей межд у п унктами назначения на маршруте, более того
данный априорный метод оценки не является прецизионно точным, поэтому
более удобной для оценки является :
Fuel _ cos t  0,01 * K general * Fuel _ price (а * LSum  K * LSum * G )
Где LSum - пробег автомобиля между пунктами назначения, км
G - средневзвешенная масса груза, определяется характером развозок (например, в
один из пунктов назначения большая часть груза или равномерное распределение
груза по пунктам назначения.)
Без условно,
приведенные
данные
являются
усредненными,
и
оценка,
пол ученная с их помощью, является весьма п риближенной. Более точные
оценки
могут
быть
получены
с
помощью
повторной
калибровки
по
реальным данным, полученным из исследуемого АТП.
2) Затраты на смазочные материалы.
Согласно [4], расходы на смазочные материалы у автомобилей зарубежного
производства составляют от 2,5 до 6 % от стоимости топлива, от 4,5 до 8 %
у автомобилей отечественного производства.
3) Затраты на ТО и ремонт
В приведенной ниже таблице представлены данные по затратам на ТО и
ремонт европейских автомобилей.
Затраты на ТО и ремонт е вропейских автомобилей
Грузоподъемность
Наработка до
списания, тыс км
До 3 т
3-7 т
8-10 т
12,5 т
Более 15 т
200-300
400
550-650
600
600-700
Затраты, центов на
км пробега
Срок службы
6
7
7
7
7
6,9
6,2
5,4
4,7
4,1
Приведенные величины могут быть использованы для приближенной
оценки затрат на ТО и ремонт а втомобилей зарубежного производства,
экспл уатирующихся в отечественных АТП, но при этом значения удельных
затрат должны быть увеличены на 15 -20%.
4) Затраты на шины
Нормы затрат на восстановление и ремонт шин определятся по формуле:
H Tyre  90 / LTyre (центов на км пробега)
Где LTyre - пробег шин, тыс. км.
Для использования данной методологии в расчетах
ниже приведены
таблицы со статистически ми данными по Западной Европе и России
соответственно:
Пробег новых и восстановленных шин, тыс. км
Автомобиль, колесо
Пробег (новая шина
/восстановленная),
Управляемое
120/70
Ведущее
Ведомое
160/120
190/145
Пробег шин, эксплуатирующихся в российских АТП, тыс. км
Пробег
(новое/восстановленное)
Автомобиль
Шина
МАЗ
отечественная
импортная
отечественная
импортная
Вольво
80
180 /120
60
120/60
Информационная база данных для основных функций
логистической системы АТП.
Необходимым
условием
дл я
эффективного
прогнозирования
затрат
и
планирования работы АТП является наличие информационной базы данных
по подвижному составу.
Формирование информационной базы данных.
Априорно по каждому транспортному средству
необходима следующая
информация:
По
-
марка и модель автомобиля
-
возраст автомобиля
-
пробег на исходн ую дат у
каждому
транспортному
средству
ежедневно
должна
собираться
след ующая информация:
-
состояние автомобиля
-
тек ущий пробег
-
затраты на топливо
-
затраты на смазочные материалы
-
затраты на запасные части
-
затраты на ремонтные работы
-
время работы на линии
-
степень загрузки автомобиля (максимум из отношений текущий
груз/грузоподъемность и тек ущий объем груза/ объем к узова
Будем
приписывать
каждому
транспортному
средству
следующие
состояния:
-
S1 – работа на линии
-
S2 – техническое обслуживание
-
S3 – тек ущий ремонт и замена агрегатов
-
S4 – простои по организационным причинам
-
S5 - простои по выходным дням
Будем подразделять затраты на запасные части на следующие категории:
-
шины
-
двигатель и навесное оборуд ование
-
трансмиссия
-
электрика
-
кузов
Затраты на ремонтные работы должны определяться по трудозатратам,
измеряемым в нормочасах ( по данным производителя автомобиля), и цены
нормочасов по каждому из видов работ.
Сбор необходимой статистической информации.
Наиболее простыми в смысле сбора и обработки являются:
-
состояние автомобиля
-
тек ущий пробег
-
затраты на топливо
-
время работы на линии
Более того, сбор и обработка вышеук азанных данных может быть почти
полностью
автоматизирован
при
условии
внедрения
GPS-мониторинга
транспортных средств.
Более сложным является сбор и обработка данных по затратам на смазочные
материалы и запасные части.
Во -первых, необходимо вести большую
номенклат уру запасных
и
необходимости
частей
расширени я
материалов,
штата
что
сотрудников.
может
привести
Во -вторых,
к
может
возникн уть
необходимость
док ументооборота
на
упорядочения
уровне заведующего
или
введения
автопарком
и
нового
начальника
ремонтной базы во избежании искажения и потерь первичной информации.
Наиболее проблемными являю тся данные по расходам на ремонтные работы,
особенно в сит уации, когда ремонт ведется на собственной ремонтной базе
АТП. В этом случае возникнет необходимость введения новой системы
учета
трудозатрат,
что,
без условно,
приведет
к
возникновению
дополнительных финансовых и организационных издержек.
В первую очередь, полученная информация может быть использована для
аналитических и финансовых отчетов о деятельности АТП -
средние
показатели себестоимости перевозок, загрузки автомобилей и т.д .
Рассмотрим
возмо жности
анализа
агрегированной
информации
более
подробно .
После получения достаточно обширной выборки (более 30 машин в течение
пол угода),
появляется
возможность
откалибровать
модель
затрат
на
топливо, так же получить реальные данные по других составля ющим
материальных затрат в н ужном руководстве виде ( к примеру, по затратам с
помодельной
разбивкой
подвижного
состава).
Так
же
использ уя
пол ученные данные, можно получать достаточно достоверные прогнозы по
агрегированным затратам АТП
(экстраполируя
пол ученные средние
значения).
После формирование базы данных по подвижному составу появляется
возможность
прогнозирования
потока
отказов
деталей
и
агрегатов
подвижного состава. Наличие адекватных (в смысле небольших (10 -20%)
отклонений прогнозных величин от реальных)
прогнозов по необходимым
номенклат уре и количестве материальных ресурсов позволяет существенно
сократить совок упные издержки по ремонт у и обслуживанию
подвижного
состава, так как для сокращения времени технического обслуживания и
ремонта необходимо повышать затраты на
закупк у ГСМ и запасных частей
«впрок », но снижение данных затрат приведет к повышению времени на ТО
и ремонт, что, соответственно,
приведет к повышению затрат за счет
простоя транспорта. Таким образом, совок упные издержки зад ачи имеют
ярко выраженный экстремум.
.
Затраты
Общие затраты
Затраты от простоев
Затраты на ТО, ремонт
Время
min
Подытоживая, следует отметить, что адекватный прогноз потока отказов
деталей и агрегатов
подвижного состава дает возможность свести
минимуму совок упные издержки по ремонт у и обслуживанию
состава,
но
решение
задачи
вышеуказанного
выборок.
подвижного
прогнозирования
достаточно сложный методологический характер и требует
к
имеет
больших
Первая проблема состоит в выборе и калибровке законов
распределения для описания наработок де талей – часто возникает проблема
неверного выбора закона распределения и смещенности оценок параметра
закона. Не менее важным моментом является выбор степени агрегирования
– “слишком” детальная статистика по деталям (к примеру, номенклат ура в
десять
и
более
тысяч
наименований:
игольчатый
подшипник
№…,
поршневые кольца на двигатель ЗМЗ -402 второй ремонтный размер и т.д.)
приводит к коротким выборкам и проблемам со сбором информации,
обратно,
базируясь
на “слишком”
агрегированных
данных
трансми ссия и т.д.) не возможно сделать адекватный прогноз.
(двигатель,
Реализация
плюсом
прогнозного
для
модуля,
описываемой
без условно,
является
геоинформационной
вышеуказанных методологических проблем
существенным
системы,
но
в
сил у
этот модуль является скорее
дополнительным нежели основным.
Заключение
Перед автором данной
работы ставилось две цели -
экономическое
обоснование внедрения и концепция геоин формационной системы.
Первый рез ультат
оценка рез ультатов
данной работы - структ урирование и качественная
от внедрения и использования геоинформационных
систем на автотранспортном предприятии или в отделе.
Рассматривая
основн ую
цель
данной
работы
концепцию
-
геоинформационной системы, следует выделить следующие рез ультаты предложенный
алгоритм реше ния транспортной задачи основанный на
генетических алгоритмах, методология априорной оценки себестоимости
транспортных услуг и концепция информационной базы по подвижном у
составу автотранспортного предприятия.
Подытоживая, следует отметить, что
геоинформационная
систем а,
разработанная или доработанная в соответствии с предложенной в данной
работе
концепцией
и
методологией,
позволит
с
минимальными
материальными и временными издержками решать следующие задачи:
1) комплексное решение транспортной зада чи
2) создание информационной базы по подвижному составу и тек ущей
деятельности автотранспортного предприятия.
3) решение
задач
по
учет у
и
планированию
программы и расходам материальных средств.
производственной
Список использованной литературы:
1)
Астрохов Н.А. “О задаче коммивояжора.” - Москва, МАДИ, 1989
2)
Бережной В.И. “Методы и модели управления материальными
потоками микрологистической системы автопредприятия” – Москва,
1996.
3)
Бережной В.И. “Логистика автомобильного транспорта” – Москва,
2004.
4)
Доминина С. В. “Методологические рекомендации по определению
затрат на перевозки грузов автомобильным транспортом.” Москва,1993
5)
Зайцев Е.И “ Информационные технологии в управлении
эффективностью автотранспорта.” – Спб, 1998.
6)
Котиков Ю.Г. “Основы теории транспортных систем” –Cпб, 2000
7)
Кузнецов Е.С. “Техническая эксплуатация автомобилей ”- Москва,
2001
8)
Лукинский В.С. “Возможности прогнозирования сит уации на рынке
транспортных услуг с учетом влияния случайных и неслучайных
параметров.” – Спб, 2002.
9)
Сергеев В.И. “Менеджмент в бизнес-логистике” – Москва, 1999
10)
Holland, J. H. “Adaptation in Natural and Artificial Systems ”. Ann
Arbor: The University of Michigan Press, 1975.
11)
R. Poli. “Introduction to Evolutionary Computation ”. Lectures
notes. School of Computer Science, The U niversit y of Birmingham,
1996. http://www.cs.bham.ac.uk/~rmp/slide_book/
12) Shapiro J.F. Modeling the Suppl y Chain – Duxbury Press 2000
Download